Phân tích phi tuyến khung thép phẳng chịu địa chấn có xét đến biến dạng nền sử dụng phương pháp tĩnh mpa và csm kết hợp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẶNG TRẦN HỒI ÂN PHÂN TÍCH PHI TUYẾN KHUNG THÉP PHẲNG CHỊU ĐỊA CHẤN CĨ XÉT ĐẾN BIẾN DẠNG NỀN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP TĨNH MPA VÀ CSM KẾT HỢP LUẬN VĂN THẠC SỸ XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN Tai Lieu Chat Luong DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận văn “PHÂN TÍCH PHI TUYẾN KHUNG THÉP PHẲNG CHỊU ĐỊA CHẤN CÓ XÉT ĐẾN BIẾN DẠNG NỀN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP TĨNH MPA VÀ CSM KẾT HỢP” là nghiên cứu tơi Ngoại trừ tài liệu tham khảo trích dẫn luận văn này, tơi cam đoan tồn phần hay phần nhỏ luận văn này chưa công bố sử dụng để nhận cấp nơi khác Khơng có sản phẩm/nghiên cứu người khác sử dụng luận văn này mà khơng trích dẫn theo quy định Luận văn này chưa bao giờ nộp để nhận cấp trường đại học sở đào tạo khác Thành phố Hồ Chí Minh, Năm 2017 Tác giả i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến Thầy, TS.Nguyễn Hờng Ân, người đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên có định hướng tớt để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cám ơn quý Thầy cô Khoa đào tạo Sau đại học, Đại học Mở TP.HCM, cám ơn bạn lớp CHXD đã đồng hành và giúp đỡ em suốt q trình học tập trường Ći cùng, em xin cám ơn ba mẹ và gia đình đã hỗ trợ và động viên trình thực luận văn śt khóa học này! Tp, Hờ Chí Minh, tháng năm 2017 Đặng Trần Hồi Ân ii TĨM TẮT Đánh giá tác động động đất đến công trình ứng xử kết cấu chịu động đất ước tính cách xác dựa phương pháp phân tích phi tuyến theo miền thời gian NL – RHA (Nonlinear Response History Analysis) Tuy nhiên, phương pháp này có sớ hạn chế: thời gian xây dựng mơ hình tính tốn, thơng sớ đầu vào, việc tính tốn xử lý kết nhiều thời gian…làm cho việc sử dụng phương pháp này tính tốn thực tế có khó khăn định Do đó, để khắc phục hạn chế này, phương pháp và mơ hình tính toán đơn giản đã đề xuất để ước tính tác động động đất đến cơng trình Phân tích tĩnh phi tuyến đã phát triển nhiều năm qua và đã trở thành phương pháp sử dụng phổ biến thiết kế và đánh giá công trình chịu động đất Nhiều cơng trình nghiên cứu khác phương pháp phân tích tĩnh đã công bố: phương pháp phổ khả CSM (Capacity Spectrum Method) (1996), phương pháp hệ số chuyển vị DCM (Displacement Coefficient Method) (2000), và phương pháp phân tích đẩy dần MPA (Modal Pushover Analysis), Chopra và Goel đề xuất năm 2002 Trong số phương pháp tĩnh phi tuyến đề xuất, phương pháp MPA là phương pháp có nhiều ưu điểm vượt trội có xét đến dạng dao động cao hơn, chuyển vị mục tiêu hệ bậc tự xác định cách giải phương trình phi tuyến nên kết dự báo tớt Tuy nhiên, việc giải phương trình phi tuyến phức tạp nhiều thời gian, vậy, để giảm bớt khó khăn việc thực phương pháp MPA, phương pháp MPA – CSM kết hợp thực luận văn này Với ưu điểm xác định nhanh chóng chuyển vị mục tiêu đờ thị, phương pháp CSM thực để xác định chuyển vị mục tiêu hệ bậc tự tiến trình phương pháp MPA giúp đơn giản hóa qui trình thực phương pháp MPA Để đánh giá qui trình phân tích phương pháp MPA – CSM, tác giả đề xuất mơ hình khung thép phẳng có bề rộng nhịp có sớ tầng thay đổi 3,9,18 tầng tương ứng với nhóm cơng trình thấp tầng, trung tầng cao tầng Các thông số khối lượng tầng, độ cứng, chiều cao tầng…được thực theo mơ hình nghiên cứu Chintanapakdee Chopra (2003) iii Bên cạnh đó, để đánh giá đầy đủ phản ứng cơng trình dưới tác động động đất, mơ hình tương tác đất kết cấu xem xét Trong luận văn này, mơ hình dầm phi tuyến Winkler - (BNWF – Beam-on-Nonlinear-Winkler-Foundation) áp dụng nhằm mô ứng xử hệ kết cấu móng Các thơng sớ độ cứng, sức kháng cắt nển đất theo phương ngang và phương đứng mô lị xo phi tuyến Mơ hình tương tác này thực với hỗ trợ phần mềm OPENSEES Ứng với hệ khung, việc phân tích thực với 20 trận động đất Los Angeles chia làm bộ, gồm 10 trận động đất với tần suất xảy 2% 10% 50 năm, nghĩa là chu kỳ xảy lần 2475 năm và 475 năm tương ứng Kết phân tích chuyển vị mục tiêu, chuyển vị tầng, độ trôi tầng phương pháp MPA – CSM có xét đến biến dạng dự đốn phương pháp NL – RHA, MPA, SPA (MPA mode 1), MPA – CSM (mode 1) phân tích để so sánh, đánh giá iv MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cám ơn ii Tóm tắt iii Mục lục v Danh mục hình ảnh và đờ thị vii Danh mục bảng xi Danh mục từ viết tắt xiii Danh mục ký hiệu xv Chương : Tổng quan 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Tương tác 1.2.1 Một sớ mơ hình đất 1.2.2 Giới thiệu mơ hình dầm phi tuyến Winkler 1.3 Tình hình nghiên cứu phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến 10 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới 10 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước 11 1.4 Mục tiêu nghiên cứu 12 1.5 Phạm vi nghiên cứu 13 Chương 2: Cơ sở lý thuyết 14 2.1 Phương pháp phân tích phi tuyến theo miền thời gian 15 2.2 Phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến 16 2.2.1 Phương pháp phổ khả CSM (Capacity Spectrum Method) 16 2.2.2 Phương pháp MPA (Modal Pushover Analysis) 17 2.2.3 Phương pháp phân tích MPA – CSM 19 v 2.3 Mơ hình tương tác SSI (Soil – Structure Interaction) 24 2.3.1 Đặc tính mơ hình BNWF (Beam on Nonlinier Winkler Foundation) 24 2.3.2 Mơ tả mơ hình BNWF 25 2.3.3 Các mơ hình vật liệu 26 Chương 3: Mơ hình – liệu phân tích – áp dụng số - đánh giá kết 31 3.1 Mơ hình – liệu phân tích 31 3.1.1 Mơ hình phân tích 31 3.1.1.1 Thơng sớ mơ hình khung thép 32 3.1.1.2 Thông số – móng 34 3.1.2 Dữ liệu phân tích 35 3.2 Kiểm chứng mơ hình 39 3.2.1 Mục tiêu 39 3.2.2 Kết kiểm chứng 40 3.3 Áp dụng số, đánh giá kết 42 3.3.1 Chuyển vị mục tiêu 43 3.3.2 Chuyển vị tầng 55 3.3.3 Độ trôi tầng 66 Chương 4: Kết luận kiến nghị 79 4.1 Kết luận 79 4.2 Kiến nghị 80 Tài liệu tham khảo 81 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH – ĐỐ THỊ DÙNG TRONG LUẬN VĂN Trang Hình 1.1 Phi tuyến hình học Hình 1.2 Mơ hình khớp dẻo Hình 1.3 Bài tốn phân tích phi tuyến theo miền thời gian Hình 1.4 Chuyển vị mục tiêu xác định theo phương pháp CSM Hình 1.5 Phương pháp phân tích đẩy dần Hình 1.6 Quan hệ ứng suất – biến dạng mơ hình đàn hời tuyến tính Hình 1.7 Quan hệ ứng suất biến dạng mơ hình Mohr – Coulomb Hình 1.8 Mơ hình Winkler Hình 1.9 Mơ hình tương tác đặc trưng cọc và đất 10 Hình 2.1 Bài tốn phân tích phi tuyến theo miền thời gian NL – RHA 15 Hình 2.2 Lý tưởng hóa đường cong đẩy dần thành đường song tuyến tính 18 Hình 2.3 Mơ hình liệu động đất phân tích 19 Hình 2.4 Phổ thiết kế 20 Hình 2.5 Phổ khả 20 Hình 2.6 Xác định chuyển vị mục tiêu hệ bậc tự 21 Hình 2.7 Sơ đờ phương pháp phân tích MPA- CSM có xét tương tác 23 Hình 2.8 Đặc tính mơ hình BNWF 24 vii Hình 2.9 Mơ hình tương tác SSI phần mềm OPENSEES 25 Hình 2.10 Phản ứng tuần hoàn vật liệu QzSimple2 26 Hình 2.11 Phản ứng tuần hoàn vật liệu PySimple2 28 Hình 2.12 Phản ứng tuần hoàn vật liệu TzSimple2 29 Hình 3.1 Mơ hình phân tích 31 Hình 3.2 Mơ hình đất – móng đơn phân tích 34 Hình 3.3 Gia tớc liệu động đất 37 Hình 3.4 Phổ gia tớc liệu động đất 38 Hình 3.5 Mơ hình khung thép (Chintanapakdee Chopra, 2003) 39 Hình 3.6 Ba dạng dao động khung tầng 40 Hình 3.7 Ba dạng dao động khung tầng 41 Hình 3.8 Ba dạng dao động khung 18 tầng 41 Hình 3.9 Đường cong Pushover khung tầng 42 Hình 3.10a Đường cong khả hệ khung tầng trường hợp : ngàm SSI 45 Hình 3.10b Đường cong khả hệ khung tầng trường hợp : ngàm SSI 45 Hình 3.10c Đường cong khả hệ khung 18 tầng trường hợp : ngàm SSI 46 viii Hình 3.11a Đường cong khả và chuyển vị mục tiêu khung 3,9,18 tầng (ngàm) dạng dao động chịu động đất 47 Hình 3.11b Đường cong khả và chuyển vị mục tiêu khung 3,9,18 tầng (SSI) dạng dao động chịu động đất 48 Hình 3.12a Đường cong khả và chuyển vị mục tiêu trung bình khung 3,9,18 tầng (ngàm) dạng dao động chịu động đất 49 Hình 3.12b Đường cong khả và chuyển vị mục tiêu trung bình khung 3,9,18 tầng (SSI) dạng dao động chịu động đất 50 Hình 3.13a Tập hợp điểm chuyển vị hệ khung 3,9,18 tầng (ngàm) ứng với hai liệu động đất 52 Hình 3.13b Tập hợp điểm chuyển vị hệ khung 3,9,18 tầng (SSI) ứng với hai liệu động đất 53 Hình 3.14a Chuyển vị tầng trung bình hệ khung (ngàm) chịu tác động hai liệu động đất 56 Hình 3.14b Tỷ sớ chuyển vị tầng trung bình hệ khung (ngàm) chịu hai liệu động đất so với nghiệm NL - RHA 57 Hình 3.15a Chuyển vị tầng trung bình hệ khung (SSI) chịu tác động hai liệu động đất 58 Hình 3.15b Tỷ sớ chuyển vị tầng trung bình hệ khung (SSI) chịu hai liệu động đất so với nghiệm NL – RHA 59 Hình 3.16a Sai sớ chuyển vị tầng trung bình (%) hệ khung (ngàm) ứng với hai liệu động đất 63 Hình 3.16b Sai sớ chuyển vị tầng trung bình (%) hệ khung (SSI) ứng với hai liệu động đất 64 ix TẦNG 18 TẦNG LA10IN50 TẦNG NSPs /NL - RHA TẦNG 18 TẦNG LA2IN50 TẦNG NSPs /NL - RHA Hình 3.18a Tỷ số độ trơi tầng hệ khung (ngàm) ứng với hai liệu động đất 70 TẦNG 18 TẦNG LA10IN50 TẦNG NSPs /NL - RHA TẦNG 18 TẦNG LA2IN50 TẦNG NSPs /NL - RHA Hình 3.18b Tỷ số độ trơi tầng hệ khung (SSI) ứng với hai liệu động đất 71 Từ Hình 3.18a, Hình 3.18b cho thấy kết độ trôi tầng phương pháp MPA tốt phương pháp MPA-CSM hệ khung  Đối với trận động đất LA10IN50 : - Kết MPA-CSM MPA hệ khung 3,9 tầng gần - Kết MPA-CSM MPA bị lệch nhiều so với đường chuẩn đối với hệ khung 18 tầng Các kết chia thành hai nhóm tách biệt : nhóm gờm SPA (MPA mode1) MPA, nhóm gờm MPA-CSM (mode1) MPA-CSM Ở nhóm thứ hai, kết MPA-CSM tách biệt lệch sang phải nhiều tầng cao Điều cho thấy dạng dao động cao ảnh hưởng đáng kể đến kết thu - Khung càng cao độ lệch phương pháp đới với nghiệm xác lớn  Đới với trận động đất LA2IN50 : - Ở hệ khung tầng, sai số phương pháp MPA-CSM(mode1) MPA-CSM lớn, kết bị tách biệt so với nghiệm xác Đối với hệ khung 9, 18 tầng, kết phân tích phương pháp MPA-CSM(mode1) MPA-CSM khơng bám sát theo phương pháp MPA Điều cho thấy, cường độ trận động đất đã ảnh hưởng đáng kể kết phương pháp MPA-CSM, bên cạnh đó, đóng góp dạng dao động cao đã làm sai số kết tăng lên Kết luận: Chiều cao cơng trình, cường độ trận động đất đã ảnh hưởng rõ nét đến chính xác phương pháp, điều này thể rõ kết hệ khung chịu tác động hai động đất LA10IN50 và LA2IN50, ngoài ra, đóng góp dạng dao động cao góp phần lớn vào chính xác phương pháp Bên cạnh đó, liên kết chân cơng trình (hệ ngàm cứng, hệ xét tương tác SSI) ảnh hưởng lớn đến kết phân tích 72 18 TẦNG TẦNG Sai số (%) Sai số (%) Sai số (%) TẦNG TẦNG 18 TẦNG Sai số (%) Sai số (%) Sai số (%) LA2IN50 LA10IN50 TẦNG Hình 3.19a Sai số độ trôi tầng (%) hệ khung (ngàm) ứng với hai liệu động đất 73 TẦNG 18 TẦNG LA10IN50 TẦNG Sai số (%) Sai số (%) TẦNG TẦNG 18 TẦNG Sai số (%) Sai số (%) Sai số (%) LA2IN50 Sai số (%) Hình 3.19b Sai số độ trơi tầng (%) hệ khung (SSI) ứng với hai liệu động đất 74 Bảng 3.12 Sai lệch độ trôi tầng (%) phương pháp SPA, MPA, MPA- CSM MODE1, MPA- CSM so với kết phương pháp NL-RHA hệ khung 3, 9, 18 tầng chịu tác động hai động đất hệ liên kết cứng (ngàm) HỆ LIÊN KẾT MÓNG CỨNG (NGÀM) LA10IN50 TẦNG TẦNG 18 TẦNG LA2IN50 SPA MPA MPA CSM MODE MPA CSM SPA MPA MPA CSM MODE MPA CSM TẦNG -2,065 -1,013 -1,014 0,967 -2,519 1,192 41,669 41,670 TẦNG -1,502 -2,026 -0,067 -0,067 -1,279 -1,645 39,784 37,696 TẦNG -1,418 -1,831 -1,831 0,133 -2,303 -1,838 34,667 37,426 TẦNG -13,169 -8,174 -18,581 -14,296 -9,436 -7,460 11,048 10,123 TẦNG -5,883 -0,564 -11,834 -7,193 -1,836 0,113 20,135 19,134 TẦNG 1,768 7,350 -4,817 0,193 6,144 7,909 29,490 24,326 TẦNG 5,589 11,171 -1,428 3,760 10,129 11,538 33,845 28,457 TẦNG 9,326 14,768 1,761 7,117 14,027 14,803 37,764 33,883 TẦNG 6,068 11,063 -1,524 3,659 10,628 10,804 32,965 42,592 TẦNG -20,512 -16,766 -26,199 -22,315 -17,094 -16,958 -0,349 62,912 TẦNG -33,400 -29,270 -37,286 -33,986 -30,537 -28,416 -14,099 104,205 TẦNG -38,585 -32,630 -40,265 -37,121 -35,944 -29,647 -15,577 151,160 TẦNG -1,555 2,772 -50,032 -47,972 -5,191 -4,041 1,547 0,771 TẦNG -7,728 -0,775 -44,516 -42,051 -12,652 -9,949 -5,470 -7,093 TẦNG -11,120 -6,917 -40,612 -38,100 -11,261 -7,884 -4,162 -5,626 TẦNG -5,407 -1,130 -38,667 -36,138 -8,503 -4,388 -1,568 -2,720 TẦNG 10,178 7,780 -38,709 -36,176 -3,625 -0,520 3,019 2,422 TẦNG 16,710 13,775 -37,547 -34,932 4,865 5,505 11,004 11,370 TẦNG 21,618 18,674 -34,449 -31,732 18,156 13,798 23,504 25,381 TẦNG 24,187 26,349 -32,778 -29,928 36,522 24,609 40,777 44,739 TẦNG 33,585 31,656 -30,874 -28,024 55,107 35,782 58,256 64,329 TẦNG 10 40,520 39,582 -29,301 -24,506 68,389 45,438 70,747 78,328 TẦNG 11 45,878 44,912 -26,444 -21,526 74,530 52,556 76,522 84,801 TẦNG 12 49,701 48,632 -24,140 -18,578 74,149 56,636 76,164 84,400 TẦNG 13 52,821 48,389 -22,349 -13,420 67,362 56,686 69,781 90,670 TẦNG 14 45,257 39,683 -25,483 -3,000 53,575 51,760 56,814 101,370 TẦNG 15 26,767 28,887 -31,016 11,074 34,271 43,350 38,659 114,971 TẦNG 16 11,279 13,505 -36,895 25,371 12,627 33,871 18,304 137,003 TẦNG 17 -15,552 -10,522 -45,177 41,686 -7,506 17,631 -10,505 186,804 TẦNG 18 -24,005 -19,972 -48,297 59,709 -29,945 -7,551 -36,927 262,083 75 Bảng 3.13 Sai lệch độ trôi tầng (%) phương pháp SPA, MPA, MPA- CSM MODE1, MPA-CSM so với kết phương pháp NL-RHA hệ khung 3, 9, 18 tầng chịu tác động hai động đất hệ tương tác SSI HỆ TƯƠNG TÁC SSI LA10IN50 TẦNG SPA MPA MPA CSM MODE TẦNG -2,110 -1,033 -1,033 0,985 -2,963 0,448 TẦNG -1,535 -2,067 -0,068 -0,068 -2,370 TẦNG -1,449 -1,867 -1,867 0,135 TẦNG -11,574 -4,154 0,156 12,097 10,189 5,265 -14,133 -32,177 -5,695 0,074 7,244 13,250 13,999 8,002 -9,390 -22,060 -22,310 -15,872 -9,176 -5,943 -2,899 -15,693 -18,266 -40,159 -24,191 -17,909 -11,375 -8,220 -17,338 -20,130 -27,988 -43,308 TẦNG -35,606 -1,510 -33,694 2,772 -43,001 -52,943 -46,010 -49,993 TẦNG -9,228 -5,281 -47,748 TẦNG -13,794 -10,045 TẦNG -7,535 TẦNG MPA CSM MODE MPA CSM -1,709 42,033 41,992 40,627 37,607 -6,739 -3,552 2,195 6,743 22,041 34,676 27,647 -0,150 -12,313 -28,612 -6,467 -4,734 0,519 11,479 23,459 29,474 18,669 6,496 -24,119 -22,976 28,502 18,489 28,184 38,166 50,008 48,464 26,897 10,443 -17,615 -28,174 30,947 19,710 24,243 39,008 45,489 36,550 40,368 70,443 105,484 -21,701 -5,773 -12,616 156,337 -13,126 -44,301 -32,360 -14,213 -24,512 -24,952 -42,520 -38,853 -30,372 -11,263 -22,293 -22,746 -3,514 -42,240 -38,618 -26,433 -6,268 -17,897 -18,376 5,163 7,089 -42,280 -38,654 -19,465 -0,743 -10,120 -10,644 TẦNG 8,164 16,233 -41,196 -39,292 -7,336 7,864 3,416 2,813 TẦNG 19,319 24,507 -38,262 -34,377 11,652 19,712 24,607 23,881 TẦNG 25,459 30,914 -34,736 -30,566 37,889 35,156 53,889 52,991 TẦNG 31,320 37,029 -34,901 -30,819 64,439 51,117 83,519 82,449 TẦNG 10 39,339 45,398 -33,419 -27,438 83,412 64,911 104,694 103,500 TẦNG 11 44,542 50,827 -30,728 -24,574 75,079 49,707 56,216 -28,559 -21,740 114,485 113,878 113,234 TẦNG 12 92,185 91,642 TẦNG 13 56,282 48,695 -26,872 -16,783 81,946 106,036 -29,824 -6,767 62,250 80,980 73,943 103,057 TẦNG 14 49,770 42,500 81,076 95,812 TẦNG 15 23,517 28,887 -35,034 6,761 34,672 61,928 50,299 87,224 TẦNG 16 8,775 13,505 -40,571 25,322 3,753 48,388 15,792 98,365 TẦNG 17 -13,367 -9,600 -47,317 44,521 -25,009 34,610 -16,308 143,053 TẦNG 18 -25,540 -22,303 -52,727 63,939 -46,330 23,051 -40,103 268,758 TẦNG TẦNG TẦNG TẦNG TẦNG TẦNG TẦNG TẦNG TẦNG 18 TẦNG LA2IN50 76 MPA CSM SPA MPA 80,909 112,631 Hình 3.19a, Hình 3.19b, Bảng 3.12 Bảng 3.13 trình bày sai sớ độ trơi tầng phương pháp SPA, MPA, MPA – CSM, MPA – CSM (mode 1) so với phương pháp NL – RHA, qua tác giả có sớ nhận xét sau:  - Hệ liên kết ngàm cứng: Đối với trận động đất LA10IN50: Sai số độ trôi tầng xác định từ phương pháp SPA đối với hệ khung 3, 9, 18 tầng là: 2,065%, 38,585%, 52,821%, phương pháp MPA: 2,026%, 32,630%, 48,632%, sai số này bé so với sai số từ phương pháp MPA – CSM : 0,967%, 37,121%, 59,709% và phương pháp MPA – CSM (mode 1): 1,831%, 40,265%, 50,032% - Đối với trận động đất LA2IN50: Sai số chuyển vị tầng phương pháp MPA – CSM đối với hệ khung 3, 9, 18 tầng là: 41,67%, 151,160%, 262,083%, phương pháp MPA – CSM (mode 1): 41,669%, 37,764%, 76,522%, kết từ phương pháp SPA và MPA có sai sớ nhỏ nhiều, là: 2,519%, 35,944%, 74,530%, phương pháp MPA: 1,838%, 29,647%, 56,686%  - Hệ tương tác SSI: Đối với trận động đất LA10IN50: Sai số độ trôi tầng xác định từ phương pháp SPA đối với hệ khung 3, 9, 18 tầng là: 2,11%, 35,606%, 49,77%, phương pháp MPA: 2,067%, 33,694%, 56,282%, sai số vẫn bé so với sai số từ phương pháp MPA – CSM : 0,985%, 46,010%, 63,939% phương pháp MPA – CSM (mode 1): 1,867%, 43,001%, 52,943% - Đối với trận động đất LA2IN50: Sai số chuyển vị tầng phương pháp MPA – CSM đối với hệ khung 3, 9, 18 tầng là: 40,627%, 156,337%, 268,758%, phương pháp MPA – CSM (mode 1): 42,033%, 50,008%, 114,485%, kết từ phương pháp SPA và MPA có sai sớ nhỏ nhiều, là: 6,739%, 34,676%, 92,185%, phương pháp MPA: 6,467%, 29,474%, 80,980% 77 Kết luận: - Sự đóng góp dạng dao động cao làm tăng sai số kết phương pháp MPA – CSM, ngược lại, đối với phương pháp MPA, việc xét đến dạng dao động cao cho kết chính xác - Cường độ trận động đất lớn, sai số phương pháp MPA-CSM lớn - Hệ khung cao, kết sai số phương pháp MPA-CSM lớn - Khi xét tương tác (SSI) sai số phương pháp MPA – CSM lớn 78 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Kết phương pháp phân tích phi tuyến khung thép phẳng chịu địa chấn có xét đến tương tác sử dụng phương pháp tĩnh MPA – CSM đã tác giả trình bày cụ thể chương 4, kết này thu từ hỗ trợ xử lý phần mềm tính tốn: Opensees, ngơn ngữ lập trình Matlab, và Excel Để đánh giá độ xác phương pháp, tác giả đã thực so sánh kết chuyển vị đỉnh, chuyển vị tầng, độ trôi tầng với phương pháp đã nghiên cứu công bớ khoa học trước như: phương pháp phân tích phi tuyến theo miền thời gian NL – RHA, phương pháp tĩnh phi tuyến SPA, MPA, MPA – CSM (mode 1) cụ thể gồm: Xác định chuyển vị mục tiêu hệ khung thép phẳng 3, 18 tầng chịu địa chấn từ hệ bậc tự phi tuyến tương đương (SDF) phương pháp phân tích đẩy dần đề xuất MPA-CSM Phân tích phi tuyến hệ khung thép phẳng chịu tác động 20 trận động đất phương pháp MPA - CSM (mode1), MPA - CSM, SPA, MPA NL - RHA Dựa kết thu phương pháp MPA - CSM (mode1), MPA - CSM, SPA, MPA NL - RHA, tác giả đánh giá độ xác sai lệch phương pháp MPA-CSM đề xuất Dựa kết thu từ phân tích chương việc áp dụng phương pháp MPA - CSM (mode1), MPA - CSM, SPA, MPA NL – RHA để phân tích phi tuyến cho hệ khung chịu động đất, tác giả rút sớ kết luận sau: Quy trình tính tốn phương pháp MPA – CSM đề xuất đơn giản so với phương pháp NL-RHA, phương pháp MPA, nên tiết kiệm chi phí tính tốn Trong việc dự đoán đáp ứng hệ khung phi tuyến chịu động đất, kết phân tích thu từ phương pháp MPA – CSM có sai lệch lớn so với phương pháp MPA, cụ thể, trận động đất có cường độ nhỏ, kết cấu thấp tầng (3 79 tầng), trung tầng (9 tầng), kết phân tích thu từ phương pháp MPA – CSM là chính xác, đối với trận động đất có cường độ lớn, kết cấu cao tầng (18 tầng), kết từ phương pháp đề xuất cho sai số lớn Sai số chuyển vị tầng hệ khung tăng theo chiều cao cơng trình tần suất trận động đất, cao tầng tần suất xảy thấp sai sớ lớn Độ trôi tầng hệ khung dự báo theo phương pháp pháp MPA và MPA – CSM gần với trận động đất có cường độ nhỏ Tuy nhiên, với trận động đất có cường độ lớn, kết cấu cao tầng, phương pháp MPA – CSM cho kết có sai sớ lớn so với phương pháp MPA và phương pháp “chính xác” NL – RHA Điều cho thấy, bên cạnh độ lớn trận động đất ảnh hưởng dạng dao động cao xem xét hệ khung cao tầng có ảnh hưởng lớn đến kết phân tích Khi phân tích ứng xử hệ khung chịu động đất xem liên kết móng cột ngàm cứng hệ khung thấp tầng và cường độ động đất nhỏ Tuy nhiên, với trận động đất có cường độ lớn kết cấu cao tầng cần phải xem xét đến tương tác đất (SSI) đến cơng trình để đánh giá đáp ứng chấn chính xác 4.2 Kiến nghị Dựa kết phân tích hệ khung thu từ phương pháp MPA – CSM, MPA – CSM (mode1), SPA, NL – RHA trường hợp có xét khơng xét tương tác chịu tác động hai động đất, tác giả kiến nghị hướng phát triển đề tài: Mở rộng phân tích ứng xử khung thép phằng chịu tác động động đất có xét đến tương tác với nhiều loại đất nhiều loại móng khác Mở rộng nghiên cứu đối với hệ khung thép nhiều nhịp, khung bất đối xứng, khung không gian…để đánh giá phương pháp tốt Mở rộng việc áp dụng phương pháp MPA – CSM cho hệ khung bê tông cốt thép nhằm đánh giá đầy đủ và chính xác phương pháp để áp dụng rộng rãi vào thực tế 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ATC-40, Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings, Redwood City, California, 1996 [2] Chintanapakdee, C., A H Nguyen and T Hayashikawa, “Assessment of Modal Pushover Analysis Procedure for Seismic Evaluation of Buckling-Restrained Braced Frames”, The IES journal Part A: Civil & Structural Engineering 2(3), pp 174-186, 2009 [3] Chintanapakdee, C and A.K Chopra, “Evaluation of Modal Pushover Analysis Using Generic Frames”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, vol 32, pp 417-442, 2003 [4] Chintanapakdee, C and A K Chopra, “Evaluation of Modal Pushover Analysis Produre Using Vertically "Regular" and Irregular Generic Frames”, University of California, Berkeley, 2003/03 [5] Chopra, A.K and R.K Goel, “Modal Pushover Analysis of SAC Buildings, the U.S Japan Cooperative Research”,2003 [6] Chopra, A.K and R.K Goel, “A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, vol 31, pp 561 -582, 2002 [7] Chopra, A.K and R.K Goel, "A Modal Pushover Analysis Procedure to Estimating Seismic Demands for Buildings: Theory and Preliminary Evaluation," PERR Report 2001/03, Pacific Earthquake Engineering Research Center, 2001/03 81 [8] Fajfar P., “A Nonlinear Analysis Method for Performance Based Seismic Design”, Earthquake Spectra, vol 16, pp 573-592, 2000 [9] FEMA-356, “Prestandard and Commentary for the Rehabilitation of Buildings”, 2000 [10] Freeman, S A., "Development and Use of Capacity Spectrum Method," in Proceedings of the Sixth U.S National Conference on Earthquake Engineering, Seattle, Washington, p 269, 1998 [11] Goel, R K., and A K Chopra, “Evaluation of MPA Procedure Using SAC Buildings”, Journal of Structural Engineering, ASCE, 2002 [12] H Krawinkler , Seneviratna, G.D.P.K, Pros and cons of a pushover analysis of seismic performance evaluation Engineering structures 20(4-6): 452-464, 1998 [13] http://opensees.berkeley.edu/wiki/index.php/OpenSees_User [14] Kalkan, E., and Kunnath, S.K., “Adaptive modal combination procedure for nonlinear static analysis of building structures”, Structural Engineering 132(11): 1721-1731, 2006 [15] Nguyen, A H., C Chintanapakdee and T Hayashikawa, “Assessment of current nonlinear static procedures for seismic evaluation of BRBF buildings”, Journal of Constructional Steel Research 66(8-9), pp 1118-1127, 2010 82 [16] Nguyen, A.H., Modal Pushover Analysis For Seismic Evaluation Of Bridges, Thesis of Civil Engineering, 2010 [17] Raychowdhury, “Nonlinear Winkler-based shallow foundation model for performance assessment of seismically loaded structures.”, PhD Dissertation, University of California, San Diego, 2008 [18] Somerville, P., Smith, N., Punyamurthula, S and Sun, J “Development of ground motion time histories for phase of the FEMA/SAC steel project Report no SAC/BD-97/04 California: SAC Joint Venture, Sacramento”, 1997 83 84